垂直流人工湿地系统的发展及对其水力负荷的分析.pdf

第五章环境污染防治技术研究与开发 ·2239· 垂直流人工湿地系统的发展及对其水力负荷的分析 顾国泉邓欢欢李建华 (同济大学水污染控制与资源化研究国家重点实验室上海市武东路100号 同济大学沪东校区0428信箱200092) 摘要本文主要回顾了过去20年垂直流(VF)湿地的发展。通过一些具体实例，分析了垂直流 (包括在组合系统中的垂直流)的运行效果。对两代垂直流湿地分别进行了介绍，并对历来湿地中水 力负荷(HLR)作了分析。 关键词人工湿地水力负荷硝化垂直流系统 一、介绍 垂直流(verticalflow，VF)湿地指废水沿着垂直方向流动，氧供应能力较强，硝化作用较 充分，占地面积较小，一般采用间歇进水，可实现较大的水力负荷长期运行。但是废水的流程较 短，反硝化作用较弱，且工程技术要求较高。由于垂直流湿地可方便的采用工程手段来改善系统 的供氧状况，提高布水均匀性，营造更加有利于硝化和反硝化发生的系统环境，故越来越受到人 们的重视‘1’2’5|。 组合系统，即垂直流(VF)和潜流水平流(HF)湿地的组合，已经表明能够实现非常好的 出水水质。单一的VF湿地在过去的15年中得到了逐渐的发展，并且表明其硝化能力较强，同 时对BOD，和悬浮物(ss)有很好的去除作用，而且可以应用在多种地方处理污水，包括村庄、 单个家庭、小型社区以及像高尔夫球场和垃圾填埋场等这样相对偏远的地方∞’4j。 尽管如此，人们仍然担心系统会出现表面堵塞以及由此而引起的漫流。所以在VF湿地的设 计中，要注意构造能够在下次进水之前使上次进水排出的填料层，同时又能够保持进水足够的停 留时间使污水充分接触生长在填料表面的微生物，从而实现去除要求，即要有合适的HLR∽J。 二、垂直流湿地的发展和运行 1．组合系统和VF系统(第一代VF湿地)的运行效果 早期的组合系统是由并行的VF湿地后加一定数量的潜流水平流(HF)湿地组成，其进水 轮流通过单个VF湿地，然后再进入水平流湿地。很多早期VF湿地的运行效果数据都采自于组 合系统中前段的VF湿地，而非单独的VF湿地。表1一表4中介绍了两个例子。 衷1英国OaklandsPark的二级处理组合系统的净化效果(Cooper，1999) 分析参数mg／L 进水 第一段VFl 第二段VF2 第三段HFl 第四段HF2第五段氧化塘 BOD5 285 57 14 15 7 11 ’IsS 169 53 17 ll 9 21 NH．一N 50．5 29．2 14 15．4 11．1 8．1 1．7 10．2 22．5 10．0 7．2 2．3 7IDN 正磷酸盐 22．7 22．7 16．9 14．5 11．9 11．2 从表1可看出‘3|，由于还有大量的NH。一N残留在VF湿地段的出水中，表明在英国Oak． 1ands Park的组合系统中VF湿地段面积相对小了些。该系统中两段VF湿地面积是以1m2／PE设 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2006) 认为在奥地利的人工湿地中大约有700个处理的是不到500人口当量(PE)的污水，而且她还 也就是说平均HLR是27mm／d。所有床体都是连续运行的，不存在停止运行阶段¨。。 表2表明奥地利的1型湿地在去除BOD，和NH。一N方面跟2型湿地有同样的效果1，但是 出水中的硝酸盐却能低很多。这可能是因为在低BOD，的情况下，1型湿地中HF段产生了内源 (使用自身的碳源)反硝化反应。 表2 200个奥地利湿地系统的平均进、出水数据(Metterer—Reichmann，2002) 分析参数mg／L 进水 系统出水 1型出水 2型出水 3型出水 BOD。